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本研究では、提案者らが独自に開発した希土類触媒や遷移金属触媒を用いて、精密有機合成と精密重合の概念融合を図り、中分子からオリゴマー・ポリマーまでを一挙かつ精密に合成できるドミノ触媒系の開発を行っている。本年度は、スカンジウム触媒を用いて立体的にかさ高い置換基をもつアルジミン化合物と末端アルケン類を反応させることにより、β-C-H結合の活性化による分子間C=C付加に続いて分子内C=N挿入が進行し、アミノ基とアルキル基をもつ二置換環状化合物の効率的な合成手法を開発した。基質がアルジミンとスチレン誘導体の場合は、スチレンユニットの2，1－挿入反応が選択的に進行し、5位がアリール化されたトランス-1－アミノシクロペンタン誘導体が得られた。また、基質がアルジミンと脂肪族アルケンの場合は、アルケンC=C結合の1，2－挿入反応が選択的に進行し、4位がアルキル化されたトランス-1－アミノシクロペンタン誘導体が得られた。一方、ビナフチル骨格を有する光学活性なハーフサンドイッチ型スカンジウムアルキル錯体を用いて2－アリール置換キノリン化合物とアルキン類を反応させることにより、オルト-C-H結合の活性化による分子間C≡C三重結合への付加に続いて分子内C=N結合への脱芳香族的求核付加が進行し、光学活性なスピロ型多環式化合物の合成を初めて達成した。さらに、DFT計算により詳細な反応機構を明らかにし、脱芳香族的求核付加反応が起こる理由として、中間体として生成するスカンジウムアルケニル種の高い求核性とアルジミンC=N二重結合の求電子性に起因していることがわかった。
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